一種主動(dòng)式鉆孔封孔裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種主動(dòng)式鉆孔封孔裝置及方法，包括瓦斯抽采管、注漿管、回漿管、內(nèi)堵漿盤、外堵漿盤、密封活塞、重力錘、儲漿罐，儲漿罐的底部設(shè)有由注漿閥門控制的注漿口和由補(bǔ)漿閥門控制的補(bǔ)漿口。通過注漿管向兩個(gè)堵漿盤之間的鉆孔空間注入無機(jī)柔性膏體，待回漿管回漿時(shí)，將回漿管與儲漿罐連接，打開接注漿閥門，重力錘向儲漿罐內(nèi)的無機(jī)柔性膏體施加持續(xù)壓力，將無機(jī)柔性膏體擠出，封堵鉆孔周圍增加的裂隙，實(shí)現(xiàn)鉆孔的主動(dòng)式鉆孔封孔。其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成本低、使用效果好。
【專利說明】一種主動(dòng)式鉆孔封孔裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種主動(dòng)式鉆孔封孔方法，屬于煤礦井下鉆孔封孔及區(qū)域瓦斯治理領(lǐng)域，尤其適用于在煤層動(dòng)力現(xiàn)象較嚴(yán)重和鉆孔周圍裂隙較多的區(qū)域的鉆孔內(nèi)進(jìn)行封孔作業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]瓦斯抽采鉆孔的有效密封是煤礦井下瓦斯抽采的關(guān)鍵。目前我國煤礦普遍采用聚氨酯、水泥類等鉆孔封孔材料，主要通過手工攪拌混合多種化學(xué)漿液，攪拌后利用棉布、塑料袋等附著物進(jìn)行吸附并包裹在瓦斯抽采管道上，隨瓦斯抽采管道一起插入抽采孔?；蛲ㄟ^注漿泵直接注入抽采孔。反應(yīng)完全后，生成的鉆孔封孔材料均是固體材料，生成固體封孔材料體內(nèi)會有大量孔隙和裂隙。而且在煤層采動(dòng)過程中，鉆孔周圍和鉆孔封孔材料本身也會產(chǎn)生大量孔隙和裂隙，在抽采瓦斯過程中，影響瓦斯抽采效果。然而，現(xiàn)有的封孔方法均為被動(dòng)注漿形式，通過一次注漿，或二次注漿很難封堵鉆孔周圍隨時(shí)可能產(chǎn)生的裂隙。而且，封孔材料凝固后為固體材料，無法提供再次注漿通道。因此，為了解決以上瓦斯抽采鉆孔的各項(xiàng)封孔技術(shù)難題，急需尋求全新的主動(dòng)式瓦斯抽采鉆孔封孔方法，特別是對于煤層動(dòng)力現(xiàn)象較嚴(yán)重和鉆孔周圍裂隙較多的區(qū)域的鉆孔封孔作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是針對已有技術(shù)中存在的無法封堵鉆孔新產(chǎn)生的孔隙和裂隙問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低、效果好的主動(dòng)式鉆孔封孔方法。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明的主動(dòng)式鉆孔封孔裝置，包括設(shè)在鉆孔內(nèi)的瓦斯抽采管、注漿管、回漿管、內(nèi)堵漿盤、外堵漿盤，在所述的回漿管上連接有儲漿罐，儲漿罐內(nèi)設(shè)有密封活塞，密封活塞上部設(shè)有重力錘；儲漿罐的底部設(shè)有由注漿閥門控制的注漿口和由補(bǔ)漿閥門控制的補(bǔ)漿口。
[0005]所述的儲漿罐由透明的玻璃鋼管制成。
[0006]使用上所述裝置的主動(dòng)式鉆孔封孔方法，包括施工鉆孔，向鉆孔內(nèi)送入注漿管、瓦斯抽采管和回漿管，在瓦斯抽采管上間隔設(shè)置內(nèi)堵漿盤和外堵漿盤，注漿管和回漿管進(jìn)入兩個(gè)堵漿盤所形成的空間內(nèi)，還包括如下步驟:
[0007]a、通過注漿管向內(nèi)堵漿盤和外堵漿盤之間的鉆孔空間內(nèi)注入無機(jī)柔性膏體，待回漿管出現(xiàn)回漿時(shí)，停止注漿；
[0008]b、將回漿管與裝有無機(jī)柔性膏體的儲漿罐出料口相連接，打開補(bǔ)漿閥門，儲漿罐內(nèi)的密封活塞在重力錘的作用下向下移動(dòng)，將無機(jī)柔性膏體擠出，經(jīng)回漿管向注漿鉆孔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)漿；
[0009]C、隨著注漿鉆孔周圍的裂隙不斷增加，儲漿罐內(nèi)的無機(jī)柔性膏體被壓入注漿鉆孔周圍的裂隙中；
[0010]d.當(dāng)儲漿罐內(nèi)的無機(jī)柔性膏體全部壓入注漿鉆孔內(nèi)，打開注漿閥門向儲漿罐內(nèi)注入無機(jī)柔性膏體，根據(jù)需要再次向注漿鉆孔內(nèi)補(bǔ)衆(zhòng)，實(shí)現(xiàn)鉆孔的主動(dòng)式鉆孔封孔。
[0011]所注的無機(jī)柔性膏體由粉煤灰、吸水樹脂、黃土、水按照1:2:1:10的質(zhì)量比組成。
[0012]有益效果:由于在煤層采動(dòng)過程中，鉆孔周圍和鉆孔封孔材料本身也會產(chǎn)生大量孔隙和裂隙，因此在抽采瓦斯過程中，極大影響了瓦斯抽采效果。發(fā)明通過向二次注漿，解決了鉆孔內(nèi)的封孔材料內(nèi)存有大量孔隙和裂隙的問題，利用無機(jī)柔性膏體的流動(dòng)且不凝固性，利用井下風(fēng)壓，持續(xù)向封孔材料加壓，使其持續(xù)填充鉆孔周圍隨時(shí)可能產(chǎn)生的裂隙。該方法操作簡單、封孔效果好、提高了瓦斯抽采濃度，不僅抽采時(shí)間長，而且成本低，在本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)具有廣泛的實(shí)用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的主動(dòng)式鉆孔封孔裝置及方法示意圖。
[0014]圖中:1 一鉆孔，2 —注漿管，3 —瓦斯抽采管，4 一回漿管，5 —補(bǔ)漿閥門，6 —無機(jī)柔性骨體，7_1 —內(nèi)堵楽盤，7_2—外堵衆(zhòng)盤，8 —密封活塞，9 一儲衆(zhòng)iil，10—重力錘，11一注漿閥門。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:
[0016]在圖1中，本發(fā)明的主動(dòng)式鉆孔封孔裝置，主要由瓦斯抽采管3、注漿管2、回漿管
4、儲漿罐9、內(nèi)堵漿盤7-1、外堵漿盤7-2構(gòu)成，瓦斯抽采管3、注漿管2、回漿管4、內(nèi)堵漿盤7-1、外堵漿盤7-2設(shè)在鉆孔I內(nèi)，在所述的回漿管4上連接有儲漿罐9，儲漿罐9內(nèi)設(shè)有密封活塞8，密封活塞8上部設(shè)有重力錘10 ;儲漿罐9的底部設(shè)有由注漿閥門11控制的注漿口和由補(bǔ)漿閥門5控制的補(bǔ)漿口。所述的儲漿罐9由透明的玻璃鋼管制成，其高度為0.5~Im,直徑為0.5mο
[0017]本發(fā)明的主動(dòng)式鉆孔封孔方法:
[0018]首先向煤層中施工鉆孔1，向鉆孔I內(nèi)送入注漿管2、瓦斯抽采管3和回漿管4，在瓦斯抽采管3上間隔設(shè)置內(nèi)堵漿盤7-1和外堵漿盤7-2，注漿管2和回漿管4進(jìn)入兩個(gè)堵漿盤所形成的空間內(nèi)，即在距離瓦斯抽采管3前端Im處連接內(nèi)堵漿盤7-1，將瓦斯抽采管3送入鉆孔I內(nèi)；在瓦斯抽采管3上距離內(nèi)堵漿盤7-1的IOm處連接外堵漿盤7-2，同時(shí)分別捆綁注漿管2和回漿管4 ;繼續(xù)將瓦斯抽采管3送入鉆孔I內(nèi)，使外堵漿盤7-2在鉆孔I內(nèi)且距離孔口 Im處；
[0019]通過注漿管2向內(nèi)堵漿盤7-1和外堵漿盤7-2之間的鉆孔空間內(nèi)注入無機(jī)柔性膏體6，待回漿管4出現(xiàn)回漿時(shí)，停止注漿，所注的無機(jī)柔性膏體6由粉煤灰、吸水樹脂、黃土、水按照1:2:1:10的質(zhì)量比組成；
[0020]將回漿管4與裝有無機(jī)柔性膏體6的儲漿罐9出料口相連接，打開補(bǔ)漿閥門5，儲漿罐9內(nèi)的密封活塞8在重力錘10的作用下向下移動(dòng)，將無機(jī)柔性膏體6擠出，經(jīng)回漿管4向注漿鉆孔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)漿；
[0021]隨著注漿鉆孔周圍的裂隙不斷增加，儲漿罐9內(nèi)的無機(jī)柔性膏體6被壓入注漿鉆孔周圍的裂隙中；當(dāng)儲漿罐9內(nèi)的無機(jī)柔性膏體6全部壓入注漿鉆孔內(nèi)，打開注漿閥門11向儲漿罐(9)內(nèi)注入無機(jī)柔性膏體6，根據(jù)需要再次向注漿鉆孔內(nèi)補(bǔ)衆(zhòng)，實(shí)現(xiàn)鉆孔I的主動(dòng)式鉆孔封孔。
【權(quán)利要求】
1.一種主動(dòng)式鉆孔封孔裝置，包括設(shè)在鉆孔(I)內(nèi)的瓦斯抽采管(3)、注漿管(2)、回漿管(4)、內(nèi)堵漿盤(7-1)、外堵漿盤(7-2)，其特征在于:在所述的回漿管(4)上連接有儲漿罐(9)，儲漿罐(9)內(nèi)設(shè)有密封活塞(8)，密封活塞(8)上部設(shè)有重力錘(10);儲漿罐(9)的底部設(shè)有由注漿閥門(11)控制的注漿口和由補(bǔ)漿閥門(5 )控制的補(bǔ)漿口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種持續(xù)帶壓鉆孔封孔裝置，其特征在于:所述的儲漿罐(9)由透明的玻璃鋼管制成。
3.一種使用權(quán)利要求1所述裝置的主動(dòng)式鉆孔封孔方法，包括施工鉆孔(1)，向鉆孔(O內(nèi)送入注漿管(2)、瓦斯抽采管(3)和回漿管(4)，在瓦斯抽采管(3)上間隔設(shè)置內(nèi)堵漿盤(7-1)和外堵漿盤(7-2)，注漿管(2)和回漿管(4)進(jìn)入兩個(gè)堵漿盤所形成的空間內(nèi)，其特征在于，還包括如下步驟: a、通過注漿管(2)向內(nèi)堵漿盤(7-1)和外堵漿盤(7-2)之間的鉆孔空間內(nèi)注入無機(jī)柔性膏體(6)，待回漿管(4)出現(xiàn)回漿時(shí)，停止注漿； b、將回漿管(4)與裝有無機(jī)柔性膏體(6)的儲漿罐(9)出料口相連接，打開補(bǔ)漿閥門(5)，儲漿罐(9)內(nèi)的密封活塞(8)在重力錘(10)的作用下向下移動(dòng)，將無機(jī)柔性膏體(6)擠出，經(jīng)回漿管(4)向注漿鉆孔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)漿； C、隨著注漿鉆孔周圍的裂隙不斷增加，儲漿罐(9)內(nèi)的無機(jī)柔性膏體(6)被壓入注漿鉆孔周圍的裂隙中； d.當(dāng)儲漿罐(9)內(nèi)的無機(jī)柔性膏體(6)全部壓入注漿鉆孔內(nèi)，打開注漿閥門(11)向儲漿罐(9)內(nèi)注入無機(jī)柔性膏體(6)，根據(jù)需要再次向注漿鉆孔內(nèi)補(bǔ)漿，實(shí)現(xiàn)鉆孔(I)的主動(dòng)式鉆孔封孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種主動(dòng)式鉆孔封孔方法，其特征在于:所注的無機(jī)柔性膏體(6)由粉煤灰、吸水樹脂、黃土、水按照1:2:1:10的質(zhì)量比組成。
【文檔編號】E21B33/13GK103470212SQ201310297649
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月15日
【發(fā)明者】翟成, 林柏泉, 倪冠華, 李全貴, 彭深 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)